DE102005026997A1 - Ultraviolet light absorbing optical film - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen optischen Film, der ein Substrat umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Oberflächen des Substrats einen Überzug aufweist, der in der Lage ist, UV-Licht zu absorbieren. Der erfindungsgemäße optische Film besitzt gute Witterungsbeständigkeit und ist in der Lage, UV-Licht zu absorbieren.The invention relates to an optical film comprising a substrate, characterized in that at least one of the surfaces of the substrate has a coating capable of absorbing UV light. The optical film of the present invention has good weather resistance and is capable of absorbing ultraviolet light.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL TERRITORY
Die vorliegende Erfindung betrifft einen ein Substrat umfassenden optischen Film, der dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens eine der Oberfläche des Substrats einen Überzug aufweist, der in der Lage ist UV-Licht zu absorbieren. Der erfindungsgemäße optische Film kann auf Gläser oder Flachbildschirme aufgebracht werden und besitzt gute Witterungsbeständigkeit und die Fähigkeit UV-Licht zu absorbieren.The The present invention relates to an optical system comprising a substrate Film, characterized in that at least one of the surface of the Substrate a coating which is capable of absorbing UV light. The inventive optical Film can on glasses or flat screens are applied and has good weather resistance and the ability To absorb UV light.
UV-Licht hat viele nachteilige Auswirkungen auf den menschlichen Körper und kann Katarakt, Hautkrebs, Hautverbrennungen und Hautverdickung verursachen, wenn der Körper UV-Licht im Übermaß ausgesetzt wird.UV light has many detrimental effects on the human body and can cause cataract, skin cancer, skin burns and thickening of the skin, when the body Exposed to excess UV light becomes.
Wenn weiter ein Material UV-Licht während eines langen Zeitraums ausgesetzt wird, wird es geschädigt und kann beispielsweise gelb, spröde und deformiert werden.If continue a material UV light while is exposed for a long period of time, it is damaged and can be yellow, brittle, for example and deformed.
Um die von UV-Licht verursachten Schäden zu verringern, wurde nach einem starken und effektiven UV-Licht absorbierenden Material, wie ein UV-Lichtabsorbens, gesucht. Das UV-Lichtabsorbens ist jedoch ein organisches Material und hat die Nachteile einer kurzen Lebensdauer und hohen Toxizität. Um diese Nachteile zu beseitigen, wurden kürzlich nanoskalige anorganische Partikel als Ersatz für die UV-Lichtabsorbentien entwickelt.Around The damage caused by UV light was reduced a strong and effective UV light absorbing material, such as a UV light absorbent, searched. However, the UV light absorbent is an organic material and has the disadvantages of short life and high toxicity. Around Eliminating disadvantages have recently been nanoscale inorganic Particles as a substitute for developed the UV light absorbents.
Die Bilderzeugung auf einem Flüssigkristalldisplay (LCD) umfasst das folgende Verfahren: man projiziert zunächst Licht aus einer Hintergrundlichtquelle, schickt das Licht durch einen Polarisator und anschließend durch Flüssigkristallmoleküle, wobei der Winkel der Lichtstrahlen, die in den Flüssigkristall eindringen, durch die Anordnung der Flüssigkristallmoleküle geändert wird und schließlich schickt man diese Lichtstrahlen durch einen Farbfilter und einen weiteren Polarisator. Solange die Spannung zur Anregung der Flüssigkristallmoleküle somit verändert wird, kann die Intensität und die Farbe des erhaltenen Lichts kontrolliert werden, wobei man unterschiedliche Kombinationen unterschiedlicher Farbschattierungen erhält.The Image formation on a liquid crystal display (LCD) involves the following procedure: first projecting light from a background light source, the light sends through one Polarizer and then by liquid crystal molecules, wherein the angle of the light rays entering the liquid crystal the arrangement of the liquid crystal molecules is changed and finally you send these rays of light through a color filter and a another polarizer. As long as the voltage to excite the liquid crystal molecules thus changed can, the intensity can and the color of the obtained light is controlled, wherein different combinations of different shades of color receives.
Da die von der Hintergrundlichtquelle emittierten Lichtstrahlen UV-Licht enthalten, hat das Polymerharz in dem optischen Film die Neigung gelb zu werden, was zu einer schwächeren Reflektion und zu dem Problem des Farbunterschieds im Zusammenhang mit LCD führt.There the light rays emitted from the background light source UV light contained, the polymer resin in the optical film has a tendency becoming yellow, resulting in a weaker reflection and the problem the color difference associated with LCD leads.
Nach umfangreicher Forschung wurde gefunden, dass ein optischer Film mit einem Überzug, der in der Lage ist, UV-Licht zu absorbieren, den größten Teil des UV-Lichts aus der Hintergrundlichtquelle absorbieren kann ohne die Adhäsion des optischen Films zu beeinträchtigen und dass ferner ein optischer Film mit Abriebfestigkeit und verringerter Dicke zur Verfügung gestellt werden kann. Bei Verwendung eines derartigen optischen Films kann die Helligkeit des LCD verbessert werden ohne die relevanten Designs und Formen zu verändern, so dass die oben beschriebenen Nachteile effektiv vermieden werden können.To Extensive research has found that an optical film with a coating, which is able to absorb UV light, for the most part of UV light from the background light source can absorb without the adhesion of the optical film and that further, an optical film having abrasion resistance and reduced Thickness available can be made. When using such an optical Films, the brightness of the LCD can be improved without the relevant To change designs and shapes so that the disadvantages described above are effectively avoided can.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSHORT VERSION THE INVENTION
Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein ein Substrat umfassender optischer Film, der dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens eine der Oberflächen des Substrats einen Überzug aufweist, der in der Lage ist, UV-Licht zu absorbieren.Main object The present invention is an optical system comprising a substrate Film characterized in that at least one of the surfaces of the Substrate a coating which is capable of absorbing UV light.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung stellt einen ein Substrat umfassenden optischen Film zur Verfügung, der dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens eine der Oberflächen des Substrats einen Überzug aufweist, der in der Lage ist, UV-Licht zu absorbieren.The The present invention provides an optical system comprising a substrate Movie available, characterized in that at least one of the surfaces of Substrate a coating which is capable of absorbing UV light.
Das in dem erfindungsgemäßen optischen Film verwendete Substrat ist dem Fachmann ohne spezifische Begrenzungen gut bekannt und kann transparent, translucent oder opak sein. Im Allgemeinen umfasst das Substrat wenigstens eine Schicht aus einem polymeren Harz. Die Polymerharzschicht ist nicht eingeschränkt und kann beispielsweise eine Schicht aus, ohne darauf begrenzt zu sein, Polyolefinharz, wie Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP); Polyesterharz, wie Polyethylenterephthalat (PET); Polyacrylatharz, wie Polymethyl(meth)acrylat (PMMA); Polycarbonatharz; Polyurethanharz oder eine Mischung davon sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der erfindungsgemäße optische Film ein Substrat aus Polyesterharz, vorzugsweise Polyethylenterephthalat. Das Substrat kann gegebenenfalls ein dem Fachmann bekanntes anorganisches Material, wie Zinkoxid, Siliciumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Calciumcarbonat oder eine Mischung davon umfassen. Das in der Erfindung verwendete Substrat kann ein- oder mehrschichtig sein, wobei eine oder mehrere der Schichten ein derartiges anorganisches Material enthalten. Insbesondere kann ein dreischichtiges Substrat erfindungsgemäß verwendet werden, wobei die mittlere Schicht ein derartiges anorganisches Material enthält.The substrate used in the optical film according to the invention is those skilled in the art without spezi It is well known and may be transparent, translucent or opaque. In general, the substrate comprises at least one layer of a polymeric resin. The polymer resin layer is not limited and may be, for example, a layer of, but not limited to, polyolefin resin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP); Polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET); Polyacrylate resin such as polymethyl (meth) acrylate (PMMA); Polycarbonate resin; Polyurethane resin or a mixture thereof. According to a preferred embodiment of the present invention, the optical film according to the invention comprises a polyester resin substrate, preferably polyethylene terephthalate. The substrate may optionally comprise an inorganic material known to those skilled in the art, such as zinc oxide, silica, titania, alumina, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, or a mixture thereof. The substrate used in the invention may be mono- or multi-layered, with one or more of the layers containing such an inorganic material. In particular, a three-layered substrate can be used according to the invention, the middle layer containing such an inorganic material.
Der in dem erfindungsgemäßen optischen Film verwendete Überzug ist in der Lage, UV-Licht zu absorbieren und enthält anorganische Partikel und ein Fluorharz.Of the in the optical inventive Film used plating is able to absorb UV light and contains inorganic Particles and a fluorine resin.
Bei den anorganischen Partikeln, die zur Anwendung in dem erfindungsgemäßen optischen Film geeignet sind, handelt es sich um solche, die in der Lage sind, UV-Licht ohne bestimmte Begrenzungen zu absorbieren, zum Beispiel, ohne darauf begrenzt zu sein, Zinkoxid, Siliciumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Calciumcarbonat oder ein Gemisch davon. Die Größe der oben beschriebenen anorganischen Partikel liegt im Allgemeinen im Bereich von 1–100 nm, vorzugsweise 20–50 nm.at the inorganic particles for use in the optical Suitable films are those that are capable of To absorb UV light without certain limitations, for example, without being limited thereto, zinc oxide, silicon dioxide, titanium dioxide, Alumina, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate or a mixture of them. The size of the above described inorganic particles is generally in the range from 1-100 nm, preferably 20-50 nm.
Die Menge an anorganischen Partikeln in dem erfindungsgemäßen Überzug beträgt 0,01–20 Gew. %, vorzugsweise 1–5 Gew. %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugs.The Amount of inorganic particles in the coating according to the invention is 0.01-20 wt. %, preferably 1-5 % By weight, based on the total weight of the coating.
Das Fluorharz des in der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommenden Überzugs ist dem Fachmann ohne spezifische Begrenzungen bekannt und vorzugsweise handelt es sich um ein Copolymer eines Fluorolefinmonomers und eines Alkylvinylethermonomers, insbesondere um ein quaternäres Copolymer des Trifluorchlorethylens.The Fluororesin of the coating used in the present invention is known to those skilled in the art without specific limitations and preferably it is a copolymer of a fluoroolefin monomer and a Alkylvinylethermonomers, in particular a quaternary copolymer of trifluorochloroethylene.
Die zur Bildung des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Fluorharzes brauchbaren Fluorolefinmonomere, die dem Fachmann bekannt sind, umfassen beispielsweise, ohne darauf begrenzt zu sein, Chlorethylen, Vinylidinfluorid, Trifluorchlorethylen, Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen oder ein Gemisch davon, vorzugsweise Trifluorchlorethylen.The for the formation of the fluororesin used in the present invention useful fluoroolefin monomers known to those skilled in the art, For example, but not limited to, chloroethylene, Vinylidine fluoride, trifluorochloroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene or a mixture thereof, preferably trifluorochloroethylene.
Die zur Bildung des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Fluorharzes brauchbaren Alkylvinylethermonomere sind nicht besonders begrenzt und können ausgewählt werden unter geradkettigen Alkylvinylethermonomeren, verzweigten Alkylvinylethermonomeren, cyclischen Alkylvinylethermonomeren und Hydroxyalkylvinylethermonomeren und Gemischen davon. Der Alkylrest in dem Alkylvinylether weist vorzugsweise 2–11 Kohlenstoffatome auf.The for the formation of the fluororesin used in the present invention useful alkyl vinyl ether monomers are not particularly limited and can selected are branched under straight-chain alkyl vinyl ether monomers Alkyl vinyl ether monomers, cyclic alkyl vinyl ether monomers and Hydroxyalkyl vinyl ether monomers and mixtures thereof. The alkyl radical in the alkyl vinyl ether preferably has 2-11 carbon atoms.
Die Menge an Fluorharz in dem erfindungsgemäßen optischen Film beträgt 99,99–70 Gew. %, vorzugsweise 99–90 Gew. %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugs.The Amount of fluorine resin in the optical film of the present invention is 99.99-70 wt. %, preferably 99-90 % By weight, based on the total weight of the coating.
Der Überzug aus dem erfindungsgemäßen optischen Film kann gegebenenfalls ein Härtungsmittel umfassen, um eine Quervernetzung mit einem Bindemittel durch eine chemische Bindung zwischen den Molekülen zu bilden.The coating off the optical inventive Film may optionally comprise a curing agent, to a cross-linking with a binder by a chemical Bond between the molecules to build.
Die Art des für die vorliegende Erfindung brauchbaren Härtungsmittel ist dem Fachmann bekannt, beispielsweise handelt es sich um ein Polyisocyanat. Die Menge an Härtungsmitteln in dem erfindungsgemäßen optischen Film liegt im Bereich von 0–20 Gew. %, vorzugsweise 5–10 Gew. %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugs.The Kind of for The curing agent useful in the present invention will be apparent to those skilled in the art For example, it is known that it is a polyisocyanate. The Amount of hardeners in the optical inventive Film is in the range of 0-20 % By weight, preferably 5-10 % By weight, based on the total weight of the coating.
Der erfindungsgemäße optische Film kann gegebenenfalls dem Fachmann bekannte Additive umfassen, wie ein Fluoreszenzmittel oder ein UV-Lichtabsorbens oder ein Gemisch davon.Of the according to the invention optical Film may optionally comprise additives known to the person skilled in the art, such as a fluorescer or a UV light absorbent or a mixture thereof.
Geeignete, in den Überzügen auf den Oberflächen des erfindungsgemäßen Films brauchbare UV-Lichtabsorbentien umfassen beispielsweise Benzotriazole, Benzotriazine, Benzophenone und Salicylsäurederivate, die dem Fachmann gut bekannt sind.suitable in the coatings on the surfaces of the film according to the invention useful UV light absorbers include, for example, benzotriazoles, Benzotriazines, benzophenones and salicylic acid derivatives known to those skilled in the art are well known.
Die in den Überzügen auf den Oberflächen des erfindungsgemäßen optischen Films brauchbaren Fluoreszenzmittel sind dem Fachmann ohne spezifische Begrenzungen bekannt und es kann sich um ein organisches Material, zu dem, ohne darauf begrenzt zu sein, Benzoxazole, Benzimidazole und Diphenylethylen-bistriazine zählen, oder ein anorganisches Material, wie Zinksulfid, handeln.The in the coatings on the surfaces of the optical according to the invention Films useful fluorescers are those skilled in the art without specific Limitations known and it can be an organic material, including, but not limited to, benzoxazoles, benzimidazoles and diphenylethylene bistriazines, or an inorganic one Material, such as zinc sulfide act.
Der erfindungsgemäße optische Film kann bei Glas für übliche Gebäude und Autos verwendet werden, um gute UV-Lichtbeständigkeit zu bewirken. Der erfindungsgemäße optische Film kann auch als reflektiver Film für die Hintergrundlichtquelle eines LCD's zur Erhöhung der Lumineszenz verwendet werden. Darüber hinaus besitzt der optische Film gute Wetterbeständigkeit und ist in der Lage UV-Licht zu absorbieren und dadurch die Effizienz des LCD's zu erhöhen.Of the according to the invention optical Film can be used for standard buildings and glass Cars are used to effect good UV light resistance. The inventive optical Film can also be used as a reflective film for the backlight source a LCD for increase the luminescence can be used. In addition, has the optical Film good weather resistance and is able to absorb UV light and thereby increase efficiency of the LCD.
BEISPIELEEXAMPLES
Die folgenden Beispiele dienen lediglich zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung und sind nicht gedacht, den Umfang der Erfindung zu begrenzen. Verschiedene Variationen und Modifikationen, die vom Fachmann vorgenommen werden können ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen, werden daher als zur Erfindung gehörig betrachtet.The The following examples are merely for further explanation of the present invention and are not intended to limit the scope of To limit the invention. Various variations and modifications, which can be made by the person skilled in the art without being the subject of the present Deviate from the invention are therefore regarded as belonging to the invention.
BEISPIEL 1EXAMPLE 1
Jeweils 45 g Methylethylketon und Toluol wurden zu 126,6 g eines Fluorharzes (Eterflon 4101, Eternal) (etwa 60% Feststoffgehalt) gegeben. Die Mischung wurde gerührt (bei 1000 Upm). Anschließend wurden insgesamt 3 g Zinkoxid/Bariumsulfat von 35 nm und 18,4 g eines Härtungsmittels (Desmodur 3390, Bayer) nacheinander zugegeben, wobei 250,0 g eines Überzugsmaterials (40% Feststoffgehalt) erhalten wurden, das dann auf ein UX-150-Substrat (Teijin) aufgetragen wurde. Nach dem Trocknen wurde ein 10 μm Überzugsfilm erhalten. Nach 7-tägigem Stehen wurde an dem Film ein Bewitterungstest durchgeführt (unter Verwendung der QUV-Bewitterungstestvorrichtung der Q-panel Company). Die Ergebnisse des Tests sind in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt.Each 45 g of methyl ethyl ketone and toluene became 126.6 g of a fluorine resin (Eterflon 4101, Eternal) (about 60% solids content). The Mixture was stirred (at 1000 rpm). Subsequently a total of 3 g of zinc oxide / barium sulfate of 35 nm and 18.4 g a curing agent (Desmodur 3390, Bayer) are added sequentially, giving 250.0 g of a coating material (40% solids), which was then applied to a UX-150 substrate (Teijin) was applied. After drying, a 10 μm coating film was obtained. After 7 days Standing, a weathering test was performed on the film (under Using the QV panel company's QUV weathering test device). The results of the test are shown in Table 1 below.
BEISPIEL 2EXAMPLE 2
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass das Substrat UX-150 (von Teijin) durch das Substrat E60L (Toray) ersetzt wurde. Die Ergebnisse des Tests sind in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt.The The procedure of Example 1 was repeated except that the substrate UX-150 (from Teijin) through the substrate E60L (Toray) was replaced. The results of the test are in the following Table 1 shown.
VERGLEICHSBEISPIEL 1COMPARATIVE EXAMPLE 1
Das Substrat UX-150 (von Teijin) wurde ohne den UV-Licht absorbierenden Überzug direkt dem Bewitterungstest unterzogen (unter Verwendung der QUV-Bewitterungstestvorrichtung der Q-panel Company). Die Ergebnisse des Tests sind in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt.The Substrate UX-150 (from Teijin) became direct without the UV-absorbing coating subjected to the weathering test (using the QUV weathering tester the Q-panel Company). The results of the test are in the following Table 1 shown.
VERGLEICHSBEISPIEL 2COMPARATIVE EXAMPLE 2
Das
Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass
das Substrat UX-150 (Teijin) durch das Substrat E60L (Toray) ersetzt
wurde. Die Ergebnisse des Tests sind in der nachfolgend angegebenen
Tabelle 1 gezeigt: Tabelle
1: Vergilbungsindex (YI) in Abhängigkeit
von der Zeit, während
der die Probe dem beschleunigten QUV-Bewitterungstest ausgesetzt
war (der Test wurde mit einer Wellenlänge von 313 nm durchgeführt). 
Ein Vergleich der Ergebnisse des Beispiels 1 mit dem Vergleichsbeispiel 1 und des Beispiels 2 mit dem Vergleichsbeispiel 2 zeigt, dass die Substrate mit einem UV-Licht absorbierenden Überzug auf ihrer Oberfläche gute Beständigkeit gegen Vergilbung aufweisen und somit gute UV-Lichtbeständigkeit aufweisen.One Comparison of the results of Example 1 with the comparative example 1 and Example 2 with Comparative Example 2 shows that the Substrates with a UV-absorbing coating on their surface good resistance have yellowing and thus good UV light resistance exhibit.
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